實現(xiàn)弱光超快光學(xué)門光-光放大技術(shù)是近年超快時間分辨光譜測量的一個新研究方向，其原理是非線性光參量放大，以一束泵浦激光入射到非線性光學(xué)晶體上，如果注入一束弱種子光，弱光將被放大，同時另一共軛光也被放大輸出。

　　目前世界上尚未實現(xiàn)單光子水平的弱光控制強(qiáng)光的開關(guān)；同時傳統(tǒng)的單光子水平的全光開關(guān)多在原子系統(tǒng)實現(xiàn)，一般不具備超快性能和大帶寬特性。中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室軟物質(zhì)物理實驗室翁羽翔研究組在國家自然科學(xué)基金委的支持下開展了相干/非相干弱光的飛秒光學(xué)門光-光放大研究，完成了非相干熒光光子在150fs時間門內(nèi)（受激光脈寬限制）非相干光-光放大增益為106， 探測極限為15個光子等系列工作。

　　近該協(xié)作團(tuán)隊利用相干光為注入種子光源，實現(xiàn)了由弱光控制強(qiáng)光束的超快全光開關(guān)的原理性實驗，并將注入光子數(shù)降到單光子水平，在實驗上演示了單光子水平的超快全光開關(guān)。結(jié)果顯示，平均每個開關(guān)脈沖只含0.75個光子，而被開/關(guān)的較強(qiáng)的信號光每個脈沖含5.9108個光子。開關(guān)總時間小于400fs，帶寬10 nm；開/關(guān)的光斑圖案可明確定義，可在室溫下工作，并且可以多級串聯(lián)起來，實現(xiàn)性能增益。